矮行星谷神星漂浮在火星和木星之间的黑暗小行星带中，随着天文学家对其了解的深入，它变得越来越令人着迷。最近，科学家宣布，美国宇航局的黎明号探测器在绕谷神星轨道运行时，首次清晰地探测到了那里存在水冰，这增强了液态海洋隐藏在矮行星表面坚硬地壳之下的可能性。
两年前，当黎明号探测器在接近谷神星时探测到从地面升起的水蒸气羽流时，它发现了水至少短暂存在于这颗矮行星表面的迹象。小块液态水不应在矮行星的地壳上存活太久，那里的温度会导致冰快速从固态跃迁到气态，因此科学家得出结论，喷雾要么来自地表下方的浅层冰，要么来自更深的地幔层，该地幔层被认为是冰冻的水冰组成的，这一过程被称为冰火山活动。但是，如果羽流来自地下，它们可能表明地幔是液态的而不是冰。美国地质调查局的行星科学家蒂莫西·泰特斯说：“如果我们有液态水，我们能有生命吗？关于这些羽流，更令人兴奋的事情之一是它们可能成为潜在的生物学目标。”
当黎明号探测器靠近这颗矮行星时，它发现了表面上明亮的物质斑点，这增加了人们发现冰的希望。进一步的观察显示，这些特征是盐，可能是过去含盐的冰跃迁到气态时留下的。像羽流一样，这种含盐的冰状物质可能起源于液态海洋，或者是在撞击擦伤表面后冰升华形成的。
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但是，当探测器最终于去年春天到达谷神星时，它发现这个地方的活跃程度远低于许多人希望观察到的。自到达以来，黎明号探测器没有发现其他羽流，而且明亮的斑点似乎聚集在单一区域。然而，两周前，黎明号团队成员让-菲利普·孔布在月球和行星科学会议上宣布，黎明号探测器已经在谷神星上看到了水冰的确凿证据。通过使用黎明号探测器的可见光和红外映射光谱仪 (VIR)，孔布和他的同事通过将红外信号从探测器反射到表面再反射回来，探测了谷神星表面最上面的几百万分之一米。通过研究顶部层如何吸收红外光，科学家们确定，一块水冰位于一个名为奥克索的陨石坑的斜坡上。
持久的冰
保罗·海恩说：“在奥克索观测到的光谱特征表明存在冰。” 虽然他不是孔布团队的成员，但美国宇航局喷气推进实验室的行星地球科学家海恩熟悉冰冷的世界，并模拟了冰特征在谷神星上可以持续多长时间。如果冰在暴露后只能存活几分钟甚至几年，那么黎明号探测器的探测要么非常幸运，要么冰应该不断泄漏到表面，尽管近一年来没有发现其他样本。
海恩发现，谷神星上冰的寿命不仅取决于它离寒冷的极点的距离，还取决于材料的厚度和亮度。与之前的预期相反，谷神星表面的冰可以持续数千年——在地质和天文时间上很短暂，但足够长，黎明号探测器不必在冰暴露的确切时刻经过。“如果它更像是一块冰或一些暴露的冰状基岩，那么[时间尺度]将更像是千年，”海恩说。
那么冰是从哪里来的呢？孔布报告说，奥克索的冰位于陨石坑的边缘，位于指向谷神星北极的下坡斜坡上。该陨石坑已经存在了大约八百万年，远远超过冰在表面其他地方可以持续的时间，因此冰不可能是在物体撞击谷神星并形成陨石坑时被雕刻出来的。孔布指出了奥克索内部类似滑坡的特征，他认为，要么是斜坡上的物质自行松动，要么是较小的撞击引发了运动，从而暴露了下面的冰。由于奥克索很小，而且没有冰火山活动的迹象，孔布认为水不太可能来自液态海洋地幔。亚利桑那州立大学研究冰冷世界冰火山活动的马克·内维同意滑坡是奥克索冰的可能解释。
地下海洋
如果冰不是从地表下的浅层涌上来，那么它很可能来自预测位于覆盖谷神星的尘埃和岩石下几米处的巨大冰层。了解这个冰层的分布范围（如果存在）将有助于科学家更好地模拟矮行星的形成过程，然后可以帮助他们计算下面的海洋是否可能是液态的。黎明号探测器的伽马射线和中子探测器 (GRaND) 仪器刚刚开始探测谷神星表面层一米深，以确定是否存在这样的冰层，以及它的范围有多广。
然而，问题仍然存在——如果黎明号探测器能在奥克索发现冰，为什么它没有在谷神星的其他地方看到冰呢？奥克索陨石坑有什么特别之处吗？根据海恩的说法，其他浅层的冰块可能隐藏在表面顶层之下，并像奥克索一样被滑坡揭示出来。随着最顶层的暴露，水将从冰跃迁到气态，留下混合在其中的尘埃和盐。随着更多层跃迁，物质会堆积起来，直到它隔离冰，阻止该过程并留下冰。但是碎片（称为升华滞后）是深色的，并且会比黎明号探测器的红外映射仪器能够穿透的深度更深。表面冰可能产生了黎明号探测器在碎片停止该过程之前观察到的羽流。但是，如果存在这些隐藏的斑块，GRaND 应该能够在更深入地探测更大的冰层时检测到它们。最终，新观察到的样本和其他类似的斑块可能有助于确定，在谷神星明亮的外壳下，是否存在一个生命可以进化和繁荣的液态海洋，或者它是否完全冻结了。